完美版课件第2章MCS51单片机硬件结构和原理概要.ppt

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1、uu熟悉熟悉MCS-51单片机单片机CPU内部组成结构、各功内部组成结构、各功能部件的作用；能部件的作用；uu掌握掌握MCS-51单片机单片机引脚功能引脚功能；uu掌握掌握存储器的组织结构存储器的组织结构；uu掌握掌握P0P3并行并行I/O口结构口结构；uu掌握掌握时钟电路、时钟电路、CPU时序和复位电路时序和复位电路。本章教学要求本章教学要求 第第2章章 MCS-51单片机硬件结构和原理单片机硬件结构和原理课本课本P123/3/202312.1 MCS-51系列单片机的分类系列单片机的分类 自自从从Intel公公司司于于20世世纪纪80年年代代初初推推出出MCS-51系系列列单单片片机机以以

2、后后，所所有有的的51系系列列单单片片机机都都是是以以Intel公公司司最最早早的的典典型型产产品品8051为为核核心心，增增加加一一定定的功能部件后构成的。的功能部件后构成的。MCS-51系列可分为两大系列：系列可分为两大系列：51子系列：子系列：主要有主要有主要有主要有80318031、80518051、87518751和和和和89518951四种机型。四种机型。四种机型。四种机型。52子系列：子系列：主要有主要有主要有主要有80328032、80528052、87528752和和和和89528952四种机型。四种机型。四种机型。四种机型。课本课本P123/3/20232表表表表2-1 M

3、CS-512-1 MCS-51系列单片机的性能一览表系列单片机的性能一览表系列单片机的性能一览表系列单片机的性能一览表 2.1 MCS-51系列单片机的分类系列单片机的分类 课本课本P1289518951：EEPROMEEPROM；AT89S51AT89S51：Flash ROMFlash ROM3/3/202332.2 单片机硬件结构单片机硬件结构 芯片引脚按功能分成芯片引脚按功能分成芯片引脚按功能分成芯片引脚按功能分成3 3类，即：类，即：类，即：类，即：2.2.1 2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P12-13图图图图2-1 MCS-51

4、2-1 MCS-51系列单片机的引脚排列和逻辑符号系列单片机的引脚排列和逻辑符号系列单片机的引脚排列和逻辑符号系列单片机的引脚排列和逻辑符号数据总线数据总线数据总线数据总线地址总线地址总线地址总线地址总线控制总线控制总线控制总线控制总线3/3/20234单片机的封装单片机的封装单片机的封装单片机的封装P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031

5、805187514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.04444引脚封装引脚封装引脚封装引脚封装DIPDIP封装：封装：封装：封装：Dual In-line Package Dual In-line Package 双列直插式封装双列直插式封装双列直插式封装双列直插式封装PLCC封装封装PLCCPLCC封装：封装：封装：封装：Plastic Leaded Chip Plastic Lea

6、ded Chip CarrierCarrier塑料式引线芯片承载封装塑料式引线芯片承载封装塑料式引线芯片承载封装塑料式引线芯片承载封装4040引脚封装引脚封装引脚封装引脚封装3/3/202351.1.主电源引脚主电源引脚主电源引脚主电源引脚VccVcc和和和和VssVssVcc（+5V）电源输入端电源输入端2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P13有些单片机可采有些单片机可采用用3.3V、1.8V等等注意工作电压允注意工作电压允注意工作电压允注意工作电压允许的波动范围！许的波动范围！许的波动范围！许的波动范围！Vss（GND）共用接地端共用接地端3/3/202362.2.时钟振

7、荡电路引脚时钟振荡电路引脚时钟振荡电路引脚时钟振荡电路引脚XTAL1XTAL1和和和和XTAL2XTAL2 XTAL1XTAL1和和和和XTAL2XTAL2分分分分别别别别用用用用做做做做晶晶晶晶体体体体振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路的的的的反反反反相相相相器器器器输输输输入入入入端端端端和和和和输输输输出出出出端端端端。在在在在使使使使用用用用内内内内部部部部振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路时时时时，这这这这两两两两个个个个端端端端子子子子用用用用来来来来外外外外接接接接石石石石英英英英晶晶晶晶体体体体，振振振振荡荡荡荡频频频频率率率率为为为为晶晶晶晶体体体体振振振振荡荡荡荡频频频频率率率

8、率，振振振振荡荡荡荡信信信信号号号号送送送送至至至至内内内内部部部部时时时时钟钟钟钟电电电电路路路路产产产产生生生生时钟脉冲信号。时钟脉冲信号。时钟脉冲信号。时钟脉冲信号。2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本课本课本P13P13E Ex xtern Crystern Crystaltal3/3/202373.3.控制信号引脚控制信号引脚控制信号引脚控制信号引脚（1）RST为为复复位位信信号号输输入入端端，VPD为为内内部部RAM的的备用电源输入端备用电源输入端（2）/PSEN外外部部程程序序存存储储器的读选通信号器的读选通信号【了解了解】（3）ALE地地址址锁锁存存允允许许信号

9、信号2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P13n 手机开启备用电池：手机开启备用电池：手机开启备用电池：手机开启备用电池：*3370#3370#3/3/20238n 复位信号输入端复位信号输入端复位信号输入端复位信号输入端RSTRST当当当当RSTRST（RESETRESET）端端端端保保保保持持持持两两两两个个个个机机机机器器器器周周周周期期期期（2424个个个个时时时时钟钟钟钟周周周周期期期期）以以以以上上上上的的的的高高高高电电电电平平平平时时时时，单单单单片片片片机机机机完完完完成成成成复复复复位位位位操操操操作作作作。V VPDPD为为为为内内内内部部部部RAMRAM

10、的的的的备备备备用用用用电电电电源源源源输输输输入入入入端端端端。当当当当主主主主电电电电源源源源VccVcc一一一一旦旦旦旦发发发发生生生生断断断断电电电电或或或或电电电电压压压压降降降降到到到到一一一一定定定定值值值值时时时时，可可可可通通通通过过过过V VPDPD为为为为单单单单片片片片机机机机内内内内部部部部RAMRAM提提提提供供供供电电电电源源源源，以以以以保保保保护护护护片片片片内内内内RAMRAM中中中中的的的的信信信信息息息息不不不不丢丢丢丢失失失失，使使使使VccVcc上电后能继续正常运行。上电后能继续正常运行。上电后能继续正常运行。上电后能继续正常运行。2.2.1 单片机

11、的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P13ResetReset3/3/20239 外外外外部部部部程程程程序序序序存存存存储储储储器器器器的的的的读读读读选选选选 通通通通 信信信信 号号号号。当当当当 访访访访 问问问问 外外外外 部部部部ROMROM时时时时，产产产产生生生生负负负负脉脉脉脉冲冲冲冲作作作作为为为为外部外部外部外部ROMROM的选通信号。的选通信号。的选通信号。的选通信号。2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能n 地址锁存允许信号地址锁存允许信号地址锁存允许信号地址锁存允许信号ALEALE 在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，在访问外部存储器时，

12、ALEALE用来锁存用来锁存用来锁存用来锁存P0P0送出的低送出的低送出的低送出的低8 8位地址信号。位地址信号。位地址信号。位地址信号。n 读选通信号读选通信号读选通信号读选通信号/PSEN/PSEN课本课本课本课本P13P13Address Latch EnableAddress Latch EnableProgram Store EnableProgram Store Enable3/3/202310n 外部程序存储器控制外部程序存储器控制外部程序存储器控制外部程序存储器控制信号信号信号信号EAEAEA=0EA=0：访问外部程序存储器。访问外部程序存储器。访问外部程序存储器。访问外部程序

13、存储器。EA=1EA=1：访问片内与片外程序存访问片内与片外程序存访问片内与片外程序存访问片内与片外程序存储器。储器。储器。储器。【先内后外先内后外先内后外先内后外】2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本课本课本P14P14Enable AddressEnable Address3/3/202311 第一功能：是一个第一功能：是一个第一功能：是一个第一功能：是一个8 8位位位位漏漏漏漏极开路型的双向极开路型的双向极开路型的双向极开路型的双向I/OI/O口口口口，这时，这时，这时，这时P0P0口可看成用户数据总线；口可看成用户数据总线；口可看成用户数据总线；口可看成用户数据总线；第

14、二功能：是在访问外部第二功能：是在访问外部第二功能：是在访问外部第二功能：是在访问外部存储器时，分时存储器时，分时存储器时，分时存储器时，分时提供低提供低提供低提供低8 8位地位地位地位地址和址和址和址和8 8位双向数据总线位双向数据总线位双向数据总线位双向数据总线，这时，这时，这时，这时先用做地址总线再用做数据总先用做地址总线再用做数据总先用做地址总线再用做数据总先用做地址总线再用做数据总线。线。线。线。4.P04.P0、P1P1、P2P2、P3P3端口端口端口端口2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P14n P0P0口（口（口（口（P0.0P0.0P0.7P0.7）3/3/

15、202312内部带上拉电阻的内部带上拉电阻的内部带上拉电阻的内部带上拉电阻的8 8位准双向位准双向位准双向位准双向I/OI/O口。口。口。口。第第第第一一一一功功功功能能能能：一一一一个个个个内内内内部部部部带带带带上上上上拉拉拉拉电电电电阻阻阻阻的的的的8 8位准双向位准双向位准双向位准双向I/OI/O口。口。口。口。第第第第二二二二功功功功能能能能：在在在在访访访访问问问问外外外外部部部部存存存存储储储储器器器器时时时时，输出高输出高输出高输出高8 8位地址。位地址。位地址。位地址。第第第第一一一一功功功功能能能能：内内内内部部部部带带带带上上上上拉拉拉拉电电电电阻阻阻阻的的的的8 8位位

16、位位准准准准双双双双向向向向I/OI/O口口口口。在在在在系系系系统统统统中中中中，这这这这8 8个个个个引引引引脚都有各自的第二功能。脚都有各自的第二功能。脚都有各自的第二功能。脚都有各自的第二功能。2.2.1 单片机的引脚功能单片机的引脚功能课本课本P14n P1P1口（口（口（口（P1.0P1.0P1.7P1.7）n P2P2口（口（口（口（P2.0P2.0P2.7P2.7）n P3P3口（口（口（口（P3.0P3.0P3.7P3.7）3/3/2023132.2.2 单片机的内部结构单片机的内部结构课本课本P14图图图图2-2 MCS-512-2 MCS-51系列单片机内部结构框图系列单

17、片机内部结构框图系列单片机内部结构框图系列单片机内部结构框图DBDBABABCBCB3/3/2023142.2.2 单片机的内部结构单片机的内部结构uu一个一个一个一个8 8位位位位CPUCPU；uu4KB4KB程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器，采用，采用，采用，采用ROMROM或或或或EPROMEPROM（80318031无无无无ROMROM）；）；）；）；uu128 B128 B通用数据存储器通用数据存储器通用数据存储器通用数据存储器；uu2121个特殊功能寄存器（个特殊功能寄存器（个特殊功能寄存器（个特殊功能寄存器（SFRSFR）；uu4 4个个个个8 8位位位位并并并并行行行行

18、口口口口，其其其其中中中中P0P0、P2P2、P3P3是是是是复复复复用用用用口口口口（P0P0和和和和P2P2为为为为地地地地址址址址/数据线，可寻址数据线，可寻址数据线，可寻址数据线，可寻址64 KB ROM64 KB ROM和和和和64 KB RAM64 KB RAM）；）；）；）；uu1 1个可编程全双工串行口个可编程全双工串行口个可编程全双工串行口个可编程全双工串行口；uu具有具有具有具有5 5个中断源，两个优先级嵌套结构个中断源，两个优先级嵌套结构个中断源，两个优先级嵌套结构个中断源，两个优先级嵌套结构；uu2 2个个个个1616位定时位定时位定时位定时/计数器计数器计数器计数器；

19、uu1 1个片内振荡器与时钟电路个片内振荡器与时钟电路个片内振荡器与时钟电路个片内振荡器与时钟电路。256B RAM256B RAM8KB ROM8KB ROM6 6个中断源个中断源个中断源个中断源3 3个定时个定时个定时个定时/计数器计数器计数器计数器5252子系列的不同点子系列的不同点子系列的不同点子系列的不同点课本课本课本课本P15P152626个个个个SFRSFR3/3/2023152.3.1 2.3.1 运算器运算器运算器运算器 运算器运算器运算器运算器算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元（ALUALU），它包括：），它包括：），它包括：），它包括：uu累加器（累加器（累

20、加器（累加器（ACCACC）uu程序状态字（程序状态字（程序状态字（程序状态字（PSWPSW）uu暂存器暂存器暂存器暂存器（TMP1,TMP2TMP1,TMP2）uuB B寄存器等部件寄存器等部件寄存器等部件寄存器等部件2.3 2.3 中央处理器（中央处理器（中央处理器（中央处理器（CPUCPU）单片机的核心部分单片机的核心部分单片机的核心部分单片机的核心部分是是是是CPUCPU，由由由由运算器、控运算器、控运算器、控运算器、控制器制器制器制器和和和和布尔（位）处理布尔（位）处理布尔（位）处理布尔（位）处理器器器器组成。组成。组成。组成。Central Processing UnitCentr

21、al Processing Unit课本课本课本课本P15P153/3/2023161.1.累加器累加器累加器累加器 累累累累加加加加器器器器是是是是一一一一个个个个8 8位位位位寄寄寄寄存存存存器器器器。在在在在指指指指令令令令系系系系统统统统中中中中，累累累累加加加加器器器器在在在在直直直直接接接接寻寻寻寻 址址址址 时时时时 的的的的 助助助助 记记记记 符符符符 为为为为ACCACC。除除除除此此此此之之之之外外外外全全全全部部部部用助记符用助记符用助记符用助记符A A表示。表示。表示。表示。2.3.1 运算器运算器 课本课本课本课本P15P15AccumulatorAccumulat

22、or3/3/202317 算算算算术术术术/逻逻逻逻辑辑辑辑部部部部件件件件ALUALU是是是是用用用用于于于于对对对对数数数数据据据据进进进进行行行行算算算算术术术术运运运运算算算算和和和和逻逻逻逻辑辑辑辑操操操操作作作作的的的的执执执执行行行行部部部部件件件件，由由由由加加加加法法法法器器器器和和和和其其其其他他他他逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路（移移移移位位位位电路和判断电路等）组成。电路和判断电路等）组成。电路和判断电路等）组成。电路和判断电路等）组成。在在在在控控控控制制制制信信信信号号号号的的的的作作作作用用用用下下下下，完完完完成成成成算算算算术术术术加加加加、减减减减、乘乘乘

23、乘、除除除除和和和和逻逻逻逻辑辑辑辑与与与与、或或或或、异异异异或或或或等等等等运运运运算算算算，以以以以及及及及循循循循环环环环移移移移位位位位操操操操作作作作、位位位位操操操操作作作作等功能。等功能。等功能。等功能。2.3.1 运算器运算器2.2.算术算术算术算术/逻辑部件逻辑部件逻辑部件逻辑部件Arithmetic Logical UnitArithmetic Logical Unit课本课本课本课本P15P153/3/202318 程序状态字寄存器程序状态字寄存器程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSWPSW是一个是一个是一个是一个8 8位寄存器，用来存位寄存器，用来存位寄存器，用来存位

24、寄存器，用来存放运算结果的一些特征。放运算结果的一些特征。放运算结果的一些特征。放运算结果的一些特征。2.3.1 运算器运算器3.3.程序状态字寄存器程序状态字寄存器程序状态字寄存器程序状态字寄存器 进进进进位位位位标标标标志志志志位位位位半半半半进进进进位位位位标标标标志志志志位位位位用用用用户户户户自自自自定定定定义义义义标标标标志志志志位位位位工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器组组组组选选选选择择择择位位位位溢溢溢溢出出出出标标标标志志志志位位位位奇奇奇奇偶偶偶偶校校校校验验验验标标标标志志志志位位位位Program Status WordProgram Status Word课本

25、课本课本课本P15-16P15-163/3/202319表表表表2-2 RS12-2 RS1、RS0RS0与片内工作寄存器组的对应关系与片内工作寄存器组的对应关系与片内工作寄存器组的对应关系与片内工作寄存器组的对应关系 2.3.1 运算器运算器课本课本课本课本P16P163/3/2023204.B4.B寄存器寄存器寄存器寄存器 在在在在进进进进行行行行乘乘乘乘法法法法、除除除除法法法法运运运运算算算算时时时时，B B寄寄寄寄存存存存器器器器作作作作为为为为ALUALU的的的的输输输输入入入入之之之之一一一一，与与与与ACCACC配配配配合合合合完完完完成成成成运运运运算算算算，并并并并存存存存

26、放放放放运运运运算算算算结结结结果果果果。在在在在无无无无乘乘乘乘除除除除运运运运算算算算时时时时，它它它它可可可可作作作作为为为为内内内内部部部部RAMRAM的的的的一一一一个个个个单单单单元。元。元。元。2.3.1 运算器运算器课本课本课本课本P16P163/3/2023212.3.2 控制器控制器定时控制逻辑定时控制逻辑定时控制逻辑定时控制逻辑指令寄存器指令寄存器指令寄存器指令寄存器数据指针（数据指针（数据指针（数据指针（DPTRDPTR）程序计数器（程序计数器（程序计数器（程序计数器（PCPC）堆栈指针堆栈指针堆栈指针堆栈指针（SPSP）地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址缓冲

27、器地址缓冲器地址缓冲器地址缓冲器 控制器控制器控制器控制器是是是是CPUCPU的大脑中的大脑中的大脑中的大脑中枢枢枢枢，它包括：，它包括：，它包括：，它包括：课本课本课本课本P16P163/3/2023221.1.程序计数器程序计数器程序计数器程序计数器 程程序序计计数数器器（PC）用用来来存存放放下下一一条条要要执执行行的的指指令令的的地地址址。当当按按照照PC所所指指的的地地址址从从存存储储器器中中取取出出一一条条指指令令后后，PC会会自自动动加加l，即即指指向向下下一一条指令。条指令。2.3.2 控制器控制器课本课本课本课本P16P16切记！切记！切记！切记！Program Counte

28、rProgram Counter3/3/2023232.2.堆栈指针堆栈指针堆栈指针堆栈指针 堆堆堆堆栈栈栈栈指指指指针针针针（SPSP）是是是是指指指指在在在在片片片片内内内内RAMRAM的的的的l28Bl28B（5252子子子子系系系系列列列列为为为为256B256B）空空空空间间间间中中中中开开开开辟辟辟辟的的的的堆堆堆堆栈栈栈栈区区区区的的的的栈栈栈栈顶顶顶顶地地地地址址址址，并并并并随随随随时时时时跟跟跟跟踪踪踪踪栈栈栈栈顶地址变化。顶地址变化。顶地址变化。顶地址变化。堆堆堆堆栈栈栈栈是是是是按按按按先先先先进进进进后后后后出出出出的的的的原原原原则则则则存存存存取取取取数数数数据据

29、据据的的的的，开开开开机机机机复复复复位位位位后后后后，单单单单片机栈底地址为片机栈底地址为片机栈底地址为片机栈底地址为07H07H。2.3.2 控制器控制器课本课本课本课本P17P17Stack PointerStack Pointer3/3/2023243.3.指令寄存器和指令译码器指令寄存器和指令译码器指令寄存器和指令译码器指令寄存器和指令译码器 指指指指令令令令寄寄寄寄存存存存器器器器和和和和指指指指令令令令译译译译码码码码器器器器（IRIR）的的的的功功功功能能能能是是是是对对对对将将将将要要要要执执执执行行行行的的的的指指指指令令令令进进进进行行行行存存存存储储储储和和和和译译译译

30、码码码码。当当当当指指指指令令令令送送送送入入入入指指指指令令令令寄寄寄寄存存存存器器器器后后后后，对对对对该该该该指指指指令令令令进进进进行行行行译译译译码码码码，即即即即把把把把指指指指令令令令转转转转变变变变成成成成所所所所需需需需的的的的电电电电平平平平信信信信号号号号，CPUCPU根根根根据据据据译译译译码码码码输输输输出出出出的的的的电电电电平平平平信信信信号号号号，使使使使定定定定时时时时控控控控制制制制电电电电路路路路产产产产生生生生执执执执行行行行该该该该指指指指令令令令所所所所需需需需的的的的各各各各种种种种控控控控制制制制信信信信号号号号，以便计算机能正确地执行指令所要求

31、的操作。以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。以便计算机能正确地执行指令所要求的操作。2.3.2 控制器控制器课本课本课本课本P17P17Instruction RegisterInstruction Register【了解了解】3/3/2023254.4.数据指针数据指针数据指针数据指针 由由由由于于于于80518051系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机可可可可以以以以外外外外接接接接64KB64KB的的的的数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器和和和和I/OI/O接接接接口口口口电电电电路路路路，故故故故在在在在单单单单片片片片机机机机内内

32、内内设设设设置置置置了了了了l6l6位位位位的的的的数数数数据据据据指指指指针针针针寄寄寄寄存存存存器器器器（DPTRDPTR）。它它它它可可可可以以以以对对对对64KB64KB的的的的外外外外部部部部数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器和和和和I/OI/O进进进进行行行行寻寻寻寻址址址址，DPTRDPTR可可可可分分分分为为为为高高高高8 8位位位位数数数数据据据据指指指指针针针针寄寄寄寄存存存存器器器器（DPHDPH）和和和和低低低低8 8位位位位数数数数据据据据指指指指针针针针寄寄寄寄存存存存器器器器（DPLDPL），地址分别为地址分别为地址分别为地址分别为83H83H和和和和82H

33、82H。2.3.2 控制器控制器课本课本课本课本P17P17Data PointerData Pointer3/3/2023265.5.布尔（位）处理器布尔（位）处理器布尔（位）处理器布尔（位）处理器 在在80518051单片机系统中，与字节处理器相对单片机系统中，与字节处理器相对应，还特别设置应，还特别设置布尔（位）处理器布尔（位）处理器。CyCy：进位标志位进位标志位进位标志位进位标志位位寻址寄存器位寻址寄存器位寻址寄存器位寻址寄存器位寻址的并行位寻址的并行位寻址的并行位寻址的并行I/OI/O口口口口位操作指令系统位操作指令系统位操作指令系统位操作指令系统2.3.2 控制器控制器课本课本课

34、本课本P17P173/3/202327Read-Only MemoryRead-Only MemoryProgrammable ROMProgrammable ROMErasable PROMErasable PROMElectrically EPROMElectrically EPROMRandom Access MemoryRandom Access MemoryStatic RAMStatic RAMDynamic RAMDynamic RAMSTCSTC单片机单片机单片机单片机存储器简介存储器简介【补充补充】见光见光见光见光死死死死3/3/202328存储器的主要性能指标存储器的主要性

35、能指标【补充补充】主要性能指标：主要性能指标：主要性能指标：主要性能指标：存储容量、存取速度和性能价格比。存储容量、存取速度和性能价格比。存储容量、存取速度和性能价格比。存储容量、存取速度和性能价格比。u存储容量存储容量存储容量存储容量(memory capacity)(memory capacity)：存放信息的总数，通常以存放信息的总数，通常以存放信息的总数，通常以存放信息的总数，通常以字字字字(word(word，字寻址，字寻址，字寻址，字寻址)或字节或字节或字节或字节 (Byte(Byte，字节寻址，字节寻址，字节寻址，字节寻址)为单位表示为单位表示为单位表示为单位表示存储单元的总数。

36、存储单元的总数。存储单元的总数。存储单元的总数。u微机中都以字节寻址微机中都以字节寻址微机中都以字节寻址微机中都以字节寻址,常用单位为常用单位为常用单位为常用单位为KBKB、MBMB、GBGB、TBTB。u存储时间存储时间存储时间存储时间(memory access time)(memory access time)：启动一次存储器操作到启动一次存储器操作到启动一次存储器操作到启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。完成该操作所经历的时间。完成该操作所经历的时间。完成该操作所经历的时间。纳秒级纳秒级纳秒级纳秒级地址线地址线地址线地址线n n、数据线、数据线、数据线、数据线mm与存储容量的关

37、系：与存储容量的关系：与存储容量的关系：与存储容量的关系：存储容量存储容量2nm3/3/2023292.4 存储器存储器80518051在物理结构上有在物理结构上有在物理结构上有在物理结构上有4 4个存储空间：个存储空间：个存储空间：个存储空间：n n片内程序存储器片内程序存储器片内程序存储器片内程序存储器n n片外程序存储器片外程序存储器片外程序存储器片外程序存储器(ROM)(ROM)n n片内数据存储器片内数据存储器片内数据存储器片内数据存储器n n片外数据存储器片外数据存储器片外数据存储器片外数据存储器(RAM)(RAM)从用户使用的角度上，从用户使用的角度上，从用户使用的角度上，从用户

38、使用的角度上，MSC-51MSC-51有有有有3 3个存储空间：个存储空间：个存储空间：个存储空间：n n片内外统一编址的片内外统一编址的片内外统一编址的片内外统一编址的64KB64KB程序存储器空间（用程序存储器空间（用程序存储器空间（用程序存储器空间（用1616位地址）位地址）位地址）位地址）n n256B256B片内数据存储器空间（用片内数据存储器空间（用片内数据存储器空间（用片内数据存储器空间（用8 8位地址）位地址）位地址）位地址）n n64KB64KB片外数据存储器地址空间（用片外数据存储器地址空间（用片外数据存储器地址空间（用片外数据存储器地址空间（用1616位地址）位地址）位地

39、址）位地址）课本课本课本课本P17P173/3/2023302.4 存储器存储器课本课本P18图图图图2-4 MCS-512-4 MCS-51单片机存储器的结构单片机存储器的结构单片机存储器的结构单片机存储器的结构趋势：逻辑上外部，物理上内部趋势：逻辑上外部，物理上内部趋势：逻辑上外部，物理上内部趋势：逻辑上外部，物理上内部3/3/202331 在程序存储器的开始部分，定义了一段在程序存储器的开始部分，定义了一段在程序存储器的开始部分，定义了一段在程序存储器的开始部分，定义了一段具有特殊具有特殊具有特殊具有特殊功能的地址段功能的地址段功能的地址段功能的地址段，用作，用作，用作，用作程序起始和各

40、种中断的入口程序起始和各种中断的入口程序起始和各种中断的入口程序起始和各种中断的入口。2.4.1 程序存储器程序存储器表表表表2-3 2-3 程序存储器中特殊地址的功能程序存储器中特殊地址的功能程序存储器中特殊地址的功能程序存储器中特殊地址的功能n n程序存储程序存储程序存储程序存储器用于存放编好的程序或表格常数器用于存放编好的程序或表格常数器用于存放编好的程序或表格常数器用于存放编好的程序或表格常数。课本课本P188n+33/3/2023322.4.2 数据存储器数据存储器工作寄存器区工作寄存器区工作寄存器区工作寄存器区位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区数据缓冲区数据缓冲区数据缓冲区数据缓冲区

41、3 3个区域个区域个区域个区域1.1.片内通用数据存储器片内通用数据存储器片内通用数据存储器片内通用数据存储器 数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器用用用用于于于于存存存存放放放放中中中中间间间间运运运运算算算算结结结结果果果果、数数数数据据据据暂暂暂暂存存存存和和和和缓缓缓缓冲冲冲冲、标标标标志位等志位等志位等志位等。MCS-51MCS-51系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机的的的的片片片片内内内内数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器除除除除RAMRAM块块块块外外外外，还还还还有有有有特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFRSFR）块。块。块。块。数数

42、数数据据据据存存存存储储储储器器器器分分分分为为为为片片片片外外外外数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器、片片片片内内内内数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器、特特特特殊殊殊殊功能存储器功能存储器功能存储器功能存储器，以下分别加以介绍。，以下分别加以介绍。，以下分别加以介绍。，以下分别加以介绍。课本课本课本课本P19P193/3/2023332.4.2 数据存储器数据存储器工作寄工作寄工作寄工作寄存器区存器区存器区存器区位位位位寻寻寻寻址址址址区区区区数据缓数据缓数据缓数据缓冲器区冲器区冲器区冲器区表表表表2-4 2-4 片内通用数据存储器的结构片内通用数据存储器的结构片内通用数据存储

43、器的结构片内通用数据存储器的结构课本课本P193/3/202334（1 1）工作寄存器区）工作寄存器区）工作寄存器区）工作寄存器区 工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器也也也也称称称称为为为为通通通通用用用用寄寄寄寄存存存存器器器器，供供供供用用用用户户户户编编编编程程程程时时时时使使使使用用用用，用用用用于于于于临临临临时存储时存储时存储时存储8 8位数据信息。位数据信息。位数据信息。位数据信息。工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器地地地地址址址址为为为为00H00H1FH1FH的的的的3232个个个个单单单单元元元元，并并并并分分分分成成成成4 4个个个个工工工工作作作作寄寄寄寄存

44、器组，每个组有存器组，每个组有存器组，每个组有存器组，每个组有8 8个工作寄存器，名称为个工作寄存器，名称为个工作寄存器，名称为个工作寄存器，名称为R0R0R7R7。2.4.2 数据存储器数据存储器 每每每每个个个个工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器组组组组都都都都可可可可被被被被选选选选为为为为CPUCPU的的的的当当当当前前前前工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器，通通通通过过过过改改改改变变变变程程程程序序序序状状状状态态态态字字字字寄寄寄寄存存存存器器器器（PSWPSW）中中中中的的的的RS1RS1、RS0RS0两两两两位位位位来来来来实实实实现。现。现。现。课本课本课本课本

45、P20P20表表表表2-5 2-5 工作寄存器和工作寄存器和工作寄存器和工作寄存器和RAMRAM地址对照表地址对照表地址对照表地址对照表3/3/202335（2 2）位寻址区）位寻址区）位寻址区）位寻址区 内内内内部部部部RAMRAM中中中中地地地地址址址址为为为为20H20H2FH2FH的的的的1616个个个个单单单单元元元元，CPUCPU不不不不仅仅仅仅具具具具有有有有字字字字节节节节寻寻寻寻址址址址功功功功能能能能，而而而而且且且且还还还还具具具具有有有有位位位位寻寻寻寻址址址址功功功功能能能能。这这这这1616个个个个单单单单元元元元共共共共128128位，每一位都赋予位，每一位都赋予

46、位，每一位都赋予位，每一位都赋予1 1个位地址，个位地址，个位地址，个位地址，位地址范围是位地址范围是位地址范围是位地址范围是00H00H7FH7FH。2.4.2 数据存储器数据存储器课本课本课本课本P20P203/3/202336（3 3）数据缓冲区）数据缓冲区）数据缓冲区）数据缓冲区 30H30H7FH7FH是是是是数数数数据据据据缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区，即即即即用用用用户户户户RAMRAM区区区区，共共共共8080个单元。个单元。个单元。个单元。2.4.2 数据存储器数据存储器课本课本课本课本P20P20 5252子子子子系系系系列列列列片片片片内内内内RAMRAM有有有有256256

47、个个个个单单单单元元元元，工工工工作作作作寄寄寄寄存存存存器器器器区区区区和和和和位位位位寻寻寻寻址址址址区区区区的的的的单单单单元元元元数数数数与与与与地地地地址址址址都都都都和和和和5151子子子子系系系系列列列列的的的的一一一一致致致致，而而而而数据缓冲区有数据缓冲区有数据缓冲区有数据缓冲区有208208个单元，个单元，个单元，个单元，地址范围是地址范围是地址范围是地址范围是30H30HFFHFFH。3/3/202337（4 4）堆栈与堆栈指针）堆栈与堆栈指针）堆栈与堆栈指针）堆栈与堆栈指针 堆堆堆堆栈栈栈栈是是是是一一一一种种种种执执执执行行行行“后后后后进进进进先先先先出出出出”算算

48、算算法法法法的的的的数数数数据据据据结结结结构构构构。是是是是在在在在内内内内存存存存中中中中的的的的一一一一个个个个存存存存储储储储区区区区域域域域，数数数数据据据据一一一一个个个个一一一一个个个个顺顺顺顺序序序序地地地地存存存存入入入入（也也也也就就就就是是是是“压入压入压入压入PUSH”PUSH”）这个区域之中。这个区域之中。这个区域之中。这个区域之中。有有有有一一一一个个个个地地地地址址址址指指指指针针针针（堆堆堆堆栈栈栈栈指指指指针针针针）总总总总指指指指向向向向最最最最后后后后一一一一个个个个压压压压入入入入堆堆堆堆栈栈栈栈的的的的数数数数据据据据所所所所在在在在的的的的存存存存储

49、储储储单单单单元元元元，存存存存放放放放这这这这个个个个地地地地址址址址指指指指针针针针的的的的寄寄寄寄存存存存器器器器就就就就叫做叫做叫做叫做堆栈指示器堆栈指示器堆栈指示器堆栈指示器。开开开开始始始始放放放放入入入入数数数数据据据据的的的的单单单单元元元元叫叫叫叫做做做做“栈栈栈栈底底底底”。数数数数据据据据一一一一个个个个一一一一个个个个地地地地存存存存入入入入，这这这这个个个个过过过过程程程程叫叫叫叫做做做做“压压压压栈栈栈栈”。读读读读取取取取这这这这些些些些数数数数据据据据时时时时，按按按按照照照照堆堆堆堆栈栈栈栈指指指指示示示示器器器器中中中中的的的的地地地地址址址址读读读读取取取

50、取数数数数据据据据，堆堆堆堆栈栈栈栈指指指指示示示示器器器器中中中中的的的的地地地地址址址址数数数数自自自自动动动动减减减减1 1。这这这这个个个个过过过过程程程程叫叫叫叫做做做做“弹弹弹弹出出出出POP”POP”。如如如如此此此此就就就就实实实实现现现现了了了了后后后后进进进进先先先先出出出出的原则。的原则。的原则。的原则。2.4.2 数据存储器数据存储器课本课本课本课本P20P203/3/202338（4 4）堆栈与堆栈指针堆栈与堆栈指针堆栈与堆栈指针堆栈与堆栈指针SPSPMCS51MCS51单片机堆栈单片机堆栈单片机堆栈单片机堆栈 MCS-51MCS-51的堆栈是向上生的堆栈是向上生的堆